İstanbul °C
Biyonik göz ve Yapay görme ile Körlük tarih olacak
Biyonik göz ve Yapay görme ile, körlüklerin önlenmesinde önemli adımlar atıldı. Yapay görme tedavisi hangi hastalıklarda uygulanmaktadır? Yapay görme hangi yöntemlerle sağlanıyor? Görme ile beyin arasındaki ilişki nedir? Görmeyi engelleyen hangi hastalıklara hangi modern tedavi yöntemleri uygulanıyor ve başarı oranları nedir?
Biyonik göz ve Yapay görme ile Körlük tarih olacak
Göz ve beyin ilişkileri konusunda artan bilgilerimiz ve teknolojik gelişmeler görme kaybının giderilmesi (restorasyonu) çalışmalarına da hız verdi. Bu çalışmalar ile elde edilen yapay görmenin (artificial vision) amacı, görme yollarındaki sağlam kalmış hücrelerin iş görebilir hale getirilmesidir.
Görmeyi engelleyen hangi hastalıklara hangi modern tedavi yöntemleri uygulanıyor ve başarı oranları nedir?
Görüntülerin beyinde algılanması, retina gangliyon hücrelerinden başlayarak arka beyin bölgesinde sonlanan ve beynin yaklaşık %52‘sini kullanmayı gerektiren yoğun bir biyolojik süreçtir. Buna rağmen görmenin sınırları vardır. Örneğin ultraviyole ışınlarını, çok hızlı veya çok yavaş bir hareketi, çok küçük mikroorganizmaları, uzaydaki birçok cismi gözle görebilmemiz mümkün değildir.
Görme ile beyin arasında bir ilişkinin olabileceği 19. yüzyıl öncesi bilinmiyordu. 1851 yılında oftalmoskop, 1886 yılında göz dibi fotoğrafı elde edilmesi, 1869 yılında perimetrenin buluşu ile ile beyin ve göz ilişkilerini anlama ve değerlendirme de ciddi gelişmeler başladı.
1960’lı yıllardan sonra Nöro-oftalmoloji adı ile bir bilim dalı oluşmaya başladı. Görsel uyarılmış potansiyeller, bilgisayarlı tomografi, magnetik rezonans (MR) ve optikal koherens tomografi (OKT) gibi tanı koymada kararlı yöntemlerinin de katkısıyla bu alanda bilgiler gittikçe dev gibi büyüyordu.
Göz ve beyin ilişkileri konusunda artan bilgiler ve teknolojinin giderek gelişmesi, görme kaybının giderilmesi (restorasyonu) çalışmaları içinde bir hız kaynağı oldu. İlerleyen bilimle elde edilen Yapay görmenin (artificial vision) amacı, görme yollarındaki sağlam kalmış hücrelerin iş görebilir hale getirilmesidir. Bunu hedefleyen tedavi yöntemleri bugün için belli hastalıklarda ve kısıtlı sayıda hastalara da uygulanabiliyor.
Yapay görme tedavisi hangi hastalıklarda uygulanmaktadır?
Retinitis pigmentoza (RP), Halk arasında tavuk karası veya gece körlüğü olarak bilinir, retinanın kalıtsal bir hastalığıdır. Görmeyi sağlayan fotoreseptör ve pigment epitel hücrelerinin bozulması söz konusudur. Retinitis pigmentoza, küçük yaşta başlar ve körlüğe kadar ilerleyebilir. 100’den fazla genetik tipi ve tüm dünyada yaklaşık 1.2 milyon Retinitis pigmentoza (RP), hastası vardır.
Yaşa bağlı maküla dejenerasyonu (sarı nokta hastalığı). İleri yaşlarda ortaya çıkan, makülanın (sarı nokta) ilerleyici ve dejeneratif bir hastalığıdır. Sarı nokta hastalığının kuru ve yaş tipi vardır. Yeni damar gelişimi olan yaş tipte anti Endothelial Vasküler Growth Factor (VEGF) ilaç enjeksiyonu ile olumlu sonuçlar alınmakla birlikte, kuru tipte henüz etkin bir tedavi yoktur.
Leber’in konjenital körlüğü (retinal distrofi). Yeni doğanları etkileyen, ciddi görme kaybı ve körlük yapan nadir bir göz hastalığıdır. Kalıtsaldır ve çok sayıda gen ile ilişkilidir.
Leber’in herediter optik nöropatisi (LHON). Mitokondriyel DNA’daki mutasyonların yol açtığı bir hastalıktır. Görme kaybı daha çok erkeklerde, 15-35 yaş arasında, tek gözde ve akut olarak başlar. İkinci göz haftalar veya aylar sonra etkilenir ve görme genellikle %20 düzeyinde kalır.
Yapay görme hangi yöntemlerle sağlanıyor?
Görsel protezler (Biyonik göz), Gen tedavisi, Kök hücre tedavisi ve Optogenetik olarak 4 ana başlıkta inceleyeceğiz.
1. Görsel protezler (Biyonik göz)
Retinal protezler, Kortikal protezler, Optik sinirin elektrikle uyarılması ve 3D yapay göz (Elektrokimyasal göz) 4 bölümde inceleyeceğiz.
a. Retinal protezler
Retinal protezlerin çeşitli tipleri üzerinde çalışmalar 1990’dan beri yapılmakta. Bu amaçla retinaya elektrotlar yerleştirilir. Hasta kameralı bir gözlük kullanır ve görüntüden gelen sinyaller vücut dışındaki küçük bir cihaza gider. Bu cihazda işlenen bilgi gözlüğe ve ardından kablosuz olarak gözdeki alıcıya gönderilir.
Alıcı bu bilgiyi retinaya yerleştirilmiş olan elektrotlara aktarır. Elektrotlar retinayı uyarır ve görüntü optik sinir aracılığıyla beyne iletilir. Uygulama için hastanın ışık algısının var olması ve görme kaybı öncesinde şekilleri görüyor olması gerekir. Retinitis pigmentosa hastalığı için 2007 yılında onaylanan ve 13 ülkede 250 kadar hastaya uygulanan ARGUS- II protezi, 2015’den beri Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Yapay Görme ve Biyonik Göz Biriminde de seçilmiş hastalara uygulanıyor.
b. Kortikal protezler
1974’den beri üzerinde çalışılmakta olan bu uygulama çok pahalı olması, nöbet, enfeksiyon, beyin ameliyatı gibi riskleri nedeniyle uzun süre pratiğe geçirilemedi. Bu alanda son yıllarda başlatılan ve halen yürütülen ORION ve CORTIVIS projeleri vardır.
Bu yöntemde mikroelektrotlar beynin arka kısmındaki görme bölgesine yerleştirilir. Dijital bir kamera içeren bir gözlüğün kaydettiği uyarılar vücut dışında duran kutu şeklinde bir işlemciye (paket processor) gider. Oradan gözlüğün arkasındaki antene gönderilen sinyaller beyinle kablosuz bir bağlantı kurar ve görüntü oluşur. Bu uygulama için hastanın belli bir yaşa kadar görme hafızasının olması gerekir.
c. Optik sinirin elektrikle uyarılması
1990’lı yıllardaoptik sinirleri uyarabilmek için elektrodlarla yapılan girişimler pek de umut verici sonuçlar vermemiştir.
2019’lı yıllarda İsviçre ve İtalyan bilimsel araştırmacıların geliştirdiği ve OpticSeline adı verilen sistem tavşan deneylerini geçmiş ama insanda henüz uygulama fazına ait bulgular bildirilmemiştir.
d. 3D yapay göz (Elektrokimyasal göz)
2020 Mayıs ayında Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi öncülüğündeki uluslararası bir ekip dünyanın ilk 3D yapay gözünü geliştirdiklerini yayınladılar ve fotoreseptör görevi yapan nano-ışık sensörlerini, sinir görevi gören bir demet metal kabloya bağlayarak görsel sinyal iletimini sağladıklarını bildirdiler. Bu cihazın görme engelli hastalarda oküler protez olarak geliştirilmesi hedefleniyor.
2. Gen tedavisi
Gen tedavisi ilk olarak 2004 yılında Leber’in kon- jenital amorozu (körlüğü) olan, doğuştan kör olan bebeklerde uygulandı ve olumlu sonuçlar alındı. Bu hastalarda RPE65 DNA’sı taşıyan rekombinant adeno virüs (rAAV2/2) vektör olarak retinaya injekte edilmekte, sağlam genin hatalı olanın yerini alması sağlanarak görmenin düzelmesi beklenmekte.
2020’de, literatürde yayınlanan 164 hastayı değerlendiren bir meta-analizde, bir yılın sonunda bu hastalarda iyileşme gözlendiği ama 2-3 yıl sonra sonuçların çok değişmediği bildirilmekte .
Gen tedavisinin uygulandığı diğer 2. hastalık grubu PDE68 mutasyonu olan retinitis pigmentosa hastalarıdır. Tedavi 2018’de FDA onayı aldı.
Gen tedavisi uygulanan 3. grup hastalık Leber’in herediter optik nöropatisidir. Yedi ayrı ülkede farklı merkezlerde yürütülen çalışmalar 11778 mutasyonu olan ve 18 yaşından büyük hastalara, vitreus tabakası içine GS010 (rAAV2/2- ND4) geninin tek injeksiyon olarak veril- mesi şeklinde uygulanıyor. Bu yöntemin 96. hafta sonuçlarının güvenli olduğu ve herhangi bir yan etki olmadığı bildirildi. Görmede iyileşme veya ikinci göz tutulumunun önlenmesi konusunda belirgin bir gelişme henüz bildirilmedi.
3. Kök hücre tedavisi
Retina hastalıklarında kök hücre tedavi çalışmaları 2010 yılında başlatıldı. İlk çalışmalar Japonya Kobe şehrindeki RIKKEN Gelişimsel Biyoloji Merkezinden rapor edildi. İnsan embriyonik ve iPSC (uyarılabilir, pluripotent kök hücre) adı verilen ve tüm hücre tiplerine dönüşebilen hücreler retina veya korneaya enjekte edilerek yeni sağlam hücreler oluşturması beklenmektedir.
Kök hücrelerin glial hücrelerle birleşerek oluşturduğu hibrid hücreler yeni fotoreseptör oluşumuna katkıda bulunmaktadır. Ülkemizde bu alanda yapılan çalışmalar da tedavinin güvenli olduğunu gösterdi. Retina hastalıklarında kök hücre ile yapılan çalışmalar umut verici olmakla beraber henüz araştırma aşamasında.
4. Optogenetik
Bu yöntemle retinaya melanopsin sentezleyen gen transferi yapılarak, iyon kanalları ışığa duyarlı hale getirilmekte ve lazer ışığı gönderilerek hücrelerin restorasyonu sağlanmaktadır. Farklı proteinlerin farklı dalga boyu ışıklara duyarlı olduğu bilinmektedir. Parkinson, epilepsi ve depresyon gibi hastalıklarda da tedaviye yönelik çalışmalar yapılıyor.
Bunlardan başka fotoreseptör kaybı olan gözlere polimer içeren nano parçacıkların injeksiyonu, silyer nörotrofik faktör implantları, hücrelerin yeniden programlanması gibi heyecan veren, fakat henüz hayvan deneyleri aşamasında olan çalışmalar vardır.
Sonuç olarak, sağlanan görme çok az bile olsa, görmesi olmayan hastalar için bir kazanç olmakta ve yaşam kalitesinde iyileşme sağlanmaktadır. Göze yerleştirilen biyolojik materyellerin uzun süreli etkileri henüz tam olarak bilinmiyor. Bu tedavi yöntemlerinin daha fazla kullanım alanı bulması için zamana ihtiyaç vardır.
Kaynaklar ve Dış Bağlantılar
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31486609/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6549329/
- https://www.nature.com/articles/s41586-020-2285-x
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32059734/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5902861/
- https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1608368
- https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-020-1549-6
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5854857/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30218651/
Ayrıca bakınız
BENZER KONULAR
YORUMLAR
